热带高温对桥梁混凝土施工的影响

李 斌

（中铁三局北京国际工程分公司， 北京 丰台 100071）

在我国的桥梁基础建设施工领域中，由于我国跨越纬度较大，进而造成不同气候对工程施工影响较大，一直是我国建筑施工中遇到的严重技术问题。其中不同气候温度对混凝土施工技术影响，已经成为了桥梁施工技术研究的重要组成部分。因此技术人员以热点地区高温气候下，混凝土使用受到的影响为切入点，开展了桥梁混凝土施工应对措施研究。这一研究的开展为我国热点地区混凝土施工质量的提升提供了技术理论支持。

1 热点高温天气定义

在混凝土施工领域中，高温天气不单是指低纬度地区温度较高气候特征，而是指以下几种气候情况的组合：一是混凝土施工中遇到较高的环境温度；二是混凝土内部温度较高；三是施工中遇到较强的阳光照射；四是混凝土施工遇到的大风天气。

以上四种天气情况都是热带地区较为常见的气候问题。同时施工中空气相对湿度较低也是高温气候的一种表现。但是由于这类气候在热点地区较为少见，因此不在此次研究中表现。

2 高温气候对桥梁混凝土施工影响

在热点高温气候条件下，桥梁混凝土施工遇到的影响主要包括了以下两个方面。

2.1 混凝土搅拌中受到的主要影响

在高温天气下，混凝土搅拌过程中水分流失速度较快，同时混凝土凝固速度与收缩率也高于正常天气条件。这种情况下，混凝土搅拌会遇到以下两个影响：（1）施工用水量的提升。由于高温条件下水分流失速度的提升，混凝土搅拌中的拌合水量，以及为提高混凝土流动性而使用的施工用水都会有所提升。（2）增加了质量控制难度。随着混凝土凝固速度与收缩率的提升，进而提高了搅拌后砼摊铺、压实、成形等工序的难度。同时收缩的提升也使混凝土浇筑中更容易产生裂缝与气泡状空气，进而提高了搅拌环节的质量控制难度。

2.2 混凝土固化阶段受到的主要影响

在混凝土浇筑固化与养护过程中，在受到高温天气情况下受到的主要影响包括了以下几点：（1）影响混凝土强度。高温气候对于混凝土强度的影响，主要是因为热带高温气候中的含水量较高，进而影响了混凝土凝固、初凝以及28天养护中内部强度降低，造成混凝土整体强度的降低。（2）造成混凝土部件裂缝的产生。在混凝土固化过程中，高温气候会使浇铸件整体结构冷却不均匀，或大部件不同断面温度存在差异，进而造成部件收缩以及温度差异裂缝问题。部件裂缝的产生会造成以下的四个问题：一是降低浇筑部件的耐用性；二是裂缝容易使腐蚀液体进入部件，造成钢筋腐蚀问题的出现；三是裂缝会导致部件渗透性增加。（3）影响混凝土表面问题出现。高温气候下，混凝土固化差异容易使部件表面出现质量问题，如表面摩擦度出现变化、部件表面出现严重颜色差异等。

3 热带高温气候条件下混凝土施工应对技术措施

在热带高温气候中，为了确保桥梁混凝土施工质量，技术人员需要根据工程与气候特征（如温度、湿度等）采用以下的应对技术措施。

3.1 原材料和配合比例的确定研究

在混凝土工程施工开始前，技术人员需要根据高温气候与工程要求，根据施工经验或实验结果，确定混凝土中各种原材料与水、辅料比例，进而减少气候问题对混凝土施工质量影响。需要注意的是由于气候问题较为复杂，因此经验的借鉴不应是一成不变的，而是与实际的施工情况有效的结合借鉴。

3.2 混凝土施工中的的降温措施

在热带高温气候中，对混凝土及其原材料进行降温处理，是热带地区桥梁施工的一种主要措施。其常用的降温措施包括了以下四种。

（1）使用冷却水拌和混凝土

在高温环境下使用冷却水作为混凝土拌合水，实现降低混凝土内部温度是一种较为有效的降温冷却方式。在实际的冷却水制造中，其冷却方式包括了以下三种：一是采用热泵冷却技术，既在搅拌现场安装冷却泵、冷却水储存池，用于搅拌混凝土工作。这种技术的使用可以使冷却水降温降幅最大可以达到6 摄氏度。二是使用液氮冷却水技术，既在使用隔热效果好的储水池。利用水与液氮混合的方式实现水的冷却过程；或直接在搅拌水注入混凝土前直接注入液氮,使搅拌水变为冰水混合物。在实际的冷却中，这种技术可以冷却水降温降幅可以达到11摄氏度。三是加冰冷却水措施，既在拌合水中加入粉碎后的冰块降低拌合水温度。这一措施起到的降温效果与液氮冷却相同。但是在加冰冷却中，技术人员需要确保冰水配合比例，做好冰水称重工作。但是在施工过程中应注意，无论采用哪种冷却措施施工中冷却水的加入量不能超过搅拌所需的总用水量，避免加水过多造成的混凝土质量问题。

（2）混凝土搅拌后冷却措施

在高温气候下，直接对刚搅拌完成的混凝土进行冷却，也是一种常见的冷却方式。其中将液氮直接注入未凝固的混凝土铸件中，是当前最常见的冷却方式。这一措施主要是使用混合器，将液氮储存器中的液氮与空气混合，再通过管嘴将液氮注入刚完成浇筑的混凝土件中，利用温度传到混凝土件内部。在实际施工中，这一技术的优势在于适用于大型浇铸件降温使用；不会对浇筑件质量造成影响。缺点是施工成本较高。

（3）提前做好粗集材料冷却

在混凝土搅拌中，降低粗集料自身温度，进而确保混凝土搅拌中整体温度的降低也是当前常见的冷却技术措施。在实际施工中，降低粗集料的方法包括了以下两种：一是水冷却，既使用冷水喷洒或冲洗粗集料，降低粗集料温度。二是空气冷却，既向潮湿的粗集料中吹空气或冷却后空气，利用水分蒸发方式降低其内部温度。但是需要注意的是，水与普通空气冷却降低温度较小（一般只有 0.5-1摄氏度），而冷却空气冷却方式成本较高。

3.3 做好施工工艺安排

在高温气候混凝土施工中，施工技术人员还可以利用调节技术方案的方式，降低高温气候对混凝土施工质量影响。在这一过程中其主要的工艺技术措施包括了以下几点。（1）调整建筑材料种类，如使用可以快速浇筑、快速有效振捣的混凝土材料，减少这一环节中高温影响。（2）调整工序与施工工艺安排，进而减少混凝土运输、浇筑、振捣与凝固环节中高温影响，如混凝土储存中采用遮盖储存方式，减少阳光直射造成的混凝土温度过高；适当在夜间开展搅拌、浇筑、振捣工作；做好混凝土养护保温工作等，都是降低混凝土温度的有效方法。

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